CN1914760A - 燃料电池系统 - Google Patents
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Abstract
一种燃料电池系统，安装在燃料电池汽车等上。燃料电池组由阳极和阴极构成，并且通过将燃料气体(氢气)供应给阳极而将空气供应给阴极来产生电力。该燃料电池系统包括有两个将氢气供应给阳极的供应通道。此外，控制穿过两个供应通道的氢气流量的阀门分别设置在供应通道中。此外，从阳极排出废气的排气通道设置在供应通道中，并且排气通道也设置有阀门。在上述燃料电池系统中，当关闭设在排气通道上的阀门时，通过控制设在供应通道上的阀门，可以随着时间改变通过这两个供应通道的氢气的流量比。因而，可以改变氢气在阳极中的最下游位置。因此，可扩散燃料电池组中的杂质例如氮气。因此，可减少用于排出杂质的氢气吹洗量，并可提高使用燃料的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统，特别涉及提高使用全燃气的效率的燃料电池系统。
背景技术
已知在燃料电池汽车等等上装有燃料电池系统。燃料电池系统具有作为主体的燃料电池组，该燃料电池组由阳极(也就是氢电极或燃料电极)和阴极(也就是氧电极)构成。燃料电池系统还具有存储燃料气体比如供应给阳极的氢的容器，以及将包含有未燃烧燃料气体的废气返回原始阳极的泵等等。在燃料电池组中，空气中的氢和氧相互反应产生电力。
在燃料电池系统中，当进行电解反应时，氧化气体中的氮气和水以及潮湿水蒸气一起从阴极穿过电解膜，流到阳极一侧。因此，氮气和水蒸气(下文中指的是“杂质”)的局部压力增大，并且废气中的未燃烧的燃料气体的浓度减少。从而，燃料电池组的电力产生能力下降。
在这一点上，已知有这样一种技术，当确定燃料电池组的电力产生能力下降的时候，设置在阳极一侧的排气通道中的开关阀门打开(也就是“氢气吹洗”)，并且将包含有未使用气体和杂质的气体供应给设置在下游位置的辅助燃料电池组。日本特开No.2003-77506公开了这种技术。此外，已知有这样一种技术，当确定燃料电池组的输出电压下降的时候，通过打开设置在排气口处的切断阀，将供应有燃料气体的燃料电池组的供应通道中的杂质排放出去。日本特开No.9-312167公开了这种技术。此外，已知有这样一种技术，在具有多个供应口和排气口的燃料电池系统中，为了将燃料气体扩散在燃料电池系统的内侧表面上，而从多个供应口供应燃料。日本特开No.11-144753公开了这种技术。
然而，在上述燃料电池系统中，因为杂质堆积在燃料电池组的一个部分上，整个燃料电池组的电力产生效率有时会恶化。此外，为了防止这种电力产生效率的恶化，有时需要增大氢气吹洗量。
发明内容
本发明是为了解决上述问题。本发明的目的在于提供一种燃料电池系统，能够防止杂质在燃料电池组中的一个部分上堆积并提高燃料使用的效率。
根据本发明的一个方面，提供一种燃料电池系统，包括：燃料电池组，具有阳极和阴极；第一和第二供应通道，该第一和第二供应通道在燃料电池组中相互连通，并分别将燃料气体供应给阳极；排气通道，该排气通道连接到第二供应通道上，并从阳极排放出废气；打开和关闭单元，该打开和关闭单元打开和关闭排气通道；以及流量控制单元，该流量控制单元分别控制穿过第一供应通道和第二供应通道的燃料气体的流量；其中，当排气通道关闭的时候，该流量控制单元改变穿过第一供应通道和第二供应通道的流量之间的比例。
上述燃料电池系统安装在燃料电池汽车等上。燃料电池组由阳极和阴极构成，通过将燃料气体比如氢气供应给阳极并将空气(也就是氧气)供应给阴极来产生电力。上述燃料电池系统具有两个供应通道，也就是将燃料气体供应给阳极的第一和第二供应通道。系统还具有流量控制单元，该流量控制单元控制穿过这两个供应通道的燃料气体的流量。此外，系统具有排气通道，该排气通道连接到第二供应通道上并从阳极排出废气。在排气通道中，设置有打开和关闭单元比如阀门。优选的，第一和第二供应通道可以设置成使得从第一供应通道和第二供应通道供应的燃料气体在阳极中反方向流动。
在上述燃料电池系统中，当设置在排气通道中的打开和关闭单元关闭的时候，流量控制单元执行控制，使得第一和第二供应通道的流量比例根据时间变化。从而，能够改变燃料气体的最下游位置。这个“最下游位置”是通过第一和第二供应通道供应的燃料气体相互汇合并用于电解反应消耗掉，结果燃料气体的流率为零的位置。通过控制燃料气体的流量，最下游位置能够位于阳极中，也能够位于第一和第二供应通道中。因此，杂质比如氮气就能够在阳极中扩散。从而，能够减少用于排放杂质的氢气吹洗量，并提高使用燃料气体的效率。另外，通过改变燃料气体的最下游位置，不仅杂质进行扩散，水滴也进行扩散，从而可以防止阳极中的溢出。此外，因为可以有效的利用水滴作为燃料电池组中的湿润用水，所以能够防止燃料电池组的干涸。
当打开和关闭单元打开的时候，流量控制单元可以控制流量，使得燃料气体的最下游位置与排气通道连接到第二供应通道的位置相符。当设置在排气通道中的打开和关闭单元打开的时候，阳极中的杂质和未反应的气体一起排放出来。在上述燃料电池系统中，在排放杂质的时候，控制流量使得氢气的最下游位置与排气通道所处的位置相符。因此，可有效地排净杂质。
在优选实施例中，流量控制单元可以控制流量，使得燃料气体的流量间歇性的变化。例如，供应氢气的阀门受到周期性控制。此外，流量控制单元可以将燃料气体通过第二供应通道供应给阳极的时间段转换为燃料气体通过第一供应通道供应给阳极的时间段。从而，波动能够传入到阳极中的燃料气体气流中，并且阳极中的最下游位置能够灵敏而快速的移动，从而，能够有效的扩散杂质。
在另一个优选实施例中，燃料电池系统还可以进一步包括有流量计算单元，该流量计算单元基于燃料电池组的状态计算供应给燃料电池组的所需的燃料气体的流量，并且流量控制单元可以控制燃料气体的流量，使得从第一和第二供应通道供应给阳极的燃料气体的流量总量对应于由流量计算单元计算得到的所需流量。从而，所需流量的氢气能够供应给燃料电池组，并且能够保持所需的电力产生量。
在实施例中，排气通道在燃料电池组和打开和关闭单元之间的位置连接到第二供应通道上。从而，氢气的最下游位置可以在几乎整个燃料电池组的大范围内移动。因此，阳极中的杂质也可在大范围内扩散，可进一步降低氢气吹洗量。此外，因为阳极内表面的电力分配能够进一步得到平衡，因而可以提高燃料电池组的耐久性。优选的，阳极和排气通道之间的第二供应通道的容积较小，从而，不需要增加未反应氢气的排放量，杂质就能够有效的排放出去。
根据本发明的另一个方面，提供一种向燃料电池系统供应燃料气体的方法，该燃料电池系统包括具有阳极和阴极的燃料电池组、在燃料电池组中相互连通并分别将燃料气体供应给阳极的第一和第二供应通道、以及连接到第二供应通道上并从阳极排放出废气的排气通道，该方法包括以下步骤：打开和关闭排气通道的步骤；以及分别控制穿过第一供应通道和第二供应通道的燃料气体的流量的步骤；其中，当排气通道关闭的时候，流量控制步骤改变穿过第一供应通道和第二供应通道的流量之间的比例。通过执行上述方法，能够减少用于排放杂质的氢气吹洗量，并提高使用燃料气体的效率。
附图说明
图1为根据本发明实施例的燃料电池系统示意性结构的方框图；
图2A和图2B为控制阀门时气流通道中氢气气流的示意图；
图3A和图3B为控制阀门时阳极中氢气气流的示意图；
图4A和图4B为阳极中杂质状态示意图；
图5为阳极中杂质浓度和燃料电池组的输出电压之间的关系曲线图；
图6为控制阀门的控制信号的实例示意图；
图7为根据本发明实施例的流量控制过程流程图；
图8为用于流量控制过程的操作图实例的曲线图；
图9为根据本发明的修改的燃料电池系统示意性结构的方框图；以及
图10为根据本发明的另一种修改的燃料电池系统示意性结构的方框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的优选实施例。
[燃料电池系统的结构]
图1为根据本发明实施例的燃料电池系统的结构示意图。
在图1中，燃料电池系统100主要包括有燃料电池组10、燃料箱20、ECU(Engine Control Unit，发动机控制单元)40、阀门22至24、氢气供应通道30和32、氢气供应口31和33、氢气排气通道34、空气供应通道36、空气供应口37、空气排气口38和空气排气通道39。燃料电池系统100安装在燃料电池汽车(下文中简单的就是指“车辆”)上。
燃料电池组10是通过电池和夹在每两层电池之间的导电隔板叠加制造而成的。电池具有电解膜16和电极，该电极具有能够将气体扩散开的多孔层结构，并形成于电解膜16的两个表面上。从燃料电池组10中可以获得根据叠加的电池的数量来确定的输出电压。在图1中，为了说明方便，仅仅显示了电池的结构，其中阴极(空气电极)12和阳极(燃料电极)14是成形于电解膜16的表面上。
燃料电池组10是用于驱动车辆的电动机的电力供应源，并设置成产生大约300V的高压直流电。由燃料电池组10产生的电压输出给逆变器(图中未示)，该逆变器将根据指定转矩的电流供应给电动机。此外，燃料电池组10产生的电压被DC-DC转换器减小，然后输出给安装在车辆上的各种附属设备以及作为给这些附属设备供应电力的蓄电池的电池。
在实施例中，燃料气体(在下文中简单的就是指“氢气”)从两个位置，也就是氢气供应口31和33供应给燃料电池组10。由燃料箱20供应的氢气分开为穿过氢气供应通道30的氢气和穿过氢气供应通道32的氢气，并分别从氢气供应口31和33供应给阳极14。氢气供应通道30作为第一供应通道，氢气供应通道32作为第二供应通道。如图所示，氢气供应通道30和氢气供应通道32在燃料电池组10中相互连通。
在氢气供应通道30和32中，阀门22和23作为控制流量的阀门分别控制穿过的氢气的流量。阀门22和23是电磁二通阀，由ECU 40提供的控制信号(比如控制脉冲信号等等)S11和S12分别进行控制。该控制在下文中简单的就是指“流量控制”。阀门22和23根据提供给电磁阀的电磁线圈的控制脉冲的占空率来打开和关闭。从而，基于上述控制信号S11和S12控制穿过阀门22和23的氢气流量。注意将会在后面详细解释控制信号S11和S12。
阀门22和23可以是由电动机比如步进电机构成的部件，能够调整开度。在这种情况下，ECU 40将控制信号S11和S12输入给阀门22和23，该控制信号S11和S12表示阀门22和23将要设定的开度。
氢气排气通道34在阀门23和氢气供应口33之间的位置连接到氢气供应通道32上。此外，在氢气排气通道34中设置由阀门24。阀门24受由ECU 40提供的控制信号S13控制的。通过该控制，进行阀门24的打开和关闭，或调整阀门24的开度。由此，控制穿过氢气排气通道34的气体(也就是包括有未使用的氢气和上述杂质的气体，下文中简单的就是指“废气”)流量。当阀门24关闭的时候，废气不穿过氢气排气通道34，而当阀门24打开的时候，由阳极14输出的废气从氢气排气通道34中排放出去。
空气沿箭头58所示的方向穿过空气供应通道36，并由空气供应口37供应给阴极12。阴极12输出的空气沿箭头59所示的方向穿过空气排气口38和空气排气通道39排放出来。
ECU 40配置有CPU、ROM、RAM、A/D转换器、输入输出接口等等，这些在图中都没有显示。如上所述，通过分别向阀门22至24提供控制信号S11至S13，ECU 40打开和关闭阀门，或调整阀门的开度。在那时，ECU 40基于车辆的行驶状态和阀门的当前状态来确定控制信号S11至S13。后面将详细解释由ECU 40执行的流量具体控制。
接下来参考图2至图5说明当通过控制上述阀门22至24而改变气体流量时燃料电池组10中的气流情况。
图2A和图2B显示了控制阀门20至24时氢气供应通道30和32以及氢气排气通道34中的气流。
图2A为当阀门22和23打开而阀门24关闭时的氢气气流示意图。规定提供给阀门22的控制脉冲的占空率大于提供给阀门23的控制脉冲的占空率。也就是，规定穿过阀门22的燃料气体流量大于穿过阀门23的燃料气体流量。如图2A所示，由燃料箱20供应的氢气(由附图标记50所示)分开为穿过氢气供应通道30的氢气(如箭头51所示)和穿过氢气供应通道32的氢气(如箭头52所示)，并分别从氢气供应口31和33流进阳极14。从而，在阳极14中产生方向相对或相反(如箭头53和54所示)的双向气流。在这种情况下，氢气排气通道34中没有气流。
图2B为当阀门22和24打开而阀门23关闭时的氢气气流示意图。如图2B所示，由燃料箱20供应的氢气(由附图标记50所示)仅仅穿过阀门22。在阳极14中产生如箭头53所示的单向气流。杂质(也就是废气)比如在燃料电池组10中没有参与反应的氢气和阳极14中的氮气从氢气供应口33排放出来，如箭头55所示。废气沿箭头56所示的方向穿过氢气排气通道34排放出来。在根据本实施例的燃料电池系统100中，氢气排气通道34设置在阀门24打开时成为氢气最下游的位置上。具体来说，氢气排气通道34在阳极14和阀门23之间的一个位置连接到第二供应通道32上。从而，阳极14中的杂质能够有效的排放出去。尽管图2B显示了阀门23关闭的实例，如上所述，即使阀门23打开，气体也能够从氢气排气通道34中排放出来。
接下来参考图3A和图3B说明阳极14中的氢气气流，图3A和图3B显示了沿图2A和图2B中断面线X-X’的横截面视图。
图3A显示了将阀门22的占空率控制在30％以及将阀门23的占空率控制在10％的情况。图3A中阳极14上部所示的数字表示氢气量(也就是氢气流速)。如图3A所示，从阀门22供应的氢气(如箭头53所示)和从阀门23供应的氢气(如箭头54所示)在阳极14中反应消耗掉了，结果在附图标记60所示的位置氢气量变为0。该位置为最下游位置，此处氢气的流速变为0。换句话说，最下游位置为当燃料气体通过氢气供应通道30和32供应给阳极14的时候，燃料气体在阳极中反应消耗掉的位置，或者通过氢气供应通道30和32供应的氢气相遇的位置。
图3B显示了将阀门22的占空率控制在10％以及将阀门23的占空率控制在30％的情况。如图3B所示，可以理解，最下游位置60相对于图3A中所示的最下游位置60偏移到了右侧。
图4A和图4B也显示了沿图2A和图2B中断面线X-X’的横截面视图。参考图4A和图4B说明阳极14中杂质的状态。
图4A显示了阳极中的杂质在通常使用的燃料电池系统中堆积的状态。在这种情况下，氢气仅仅从阀门22供应给阳极14(如箭头51所示)。从而，在阳极14中产生单向氢气气流，氢气的最下游位置固定在阳极14的边缘部分。结果，杂质62堆积在如图4A所示的最下游位置上。
图4B显示了阳极中的杂质在根据本发明实施例的燃料电池系统100中堆积的状态。在根据本发明实施例的燃料电池系统100中，氢气从两个氢气供应口31和33以两个相对的方向供应给阳极14。此外，如上所述，参考图3A和图3B，通过控制阀门22和23的占空率，阳极14中氢气的最下游位置60能够移动。从而，杂质63不会集中在一个部分，而是基本上扩散到如图4B所示的阳极14的整个区域。
在根据本发明实施例的燃料电池系统中，不仅上述杂质扩散，而且能够同时进行水滴的扩散。从而防止了阳极14中水的溢出。此外，能够有效的利用水滴作为燃料电池组10中的湿润用水，从而防止了燃料电池组10中的干涸。
图5显示了阳极14中杂质浓度和燃料电池组10输出电压之间的关系。燃料电池组10输出电压与杂质浓度的关系通常如特性曲线A1所示。如图5所示，可以理解，当杂质浓度达到某一浓度的时候，燃料电池组10的输出电压大大下降了。
在考虑图5的特性的时候，将再次解释图4A和图4B。
如图4A所示，可以理解，如果杂质62堆积在一个部分，该部分的输出电压就会大大下降。因此，整个燃料电池组10的输出性能有时会在很大程度上恶化。从而，通常进行适度的氢气吹洗，来防止整个燃料电池组10输出性能的恶化。
另一方面，如图4B所示，如果杂质63扩散了，单位容积的杂质浓度就下降。因此，整个燃料电池组10的输出性能几乎不会大大恶化。从而，为了将阳极14中的杂质63排放出去，可以降低排放气体(在本实施例中，这是通过打开阀门24来进行的)的量，也就是能够减少氢气吹洗量。此外，因为阳极14内表面的电力分配能够得到进一步的平衡，所以也能增加燃料电池组10的耐久性。
上述燃料电池系统100优选的设置成阀门23和24之间的气流通道的容积较小，也就是燃料电池系统100优选的设置成阀门23和24之间的气流通道的长度较短。这是因为具有容积较小的气流通道的系统能够在氢气吹洗时氢气排放量相同的情况下排放出更多的杂质。也就是，当氢气吹洗时打开阀门24排放杂质的时候，阀门23和24之间的气流通道变成杂质容易堆积的地方。因此，通过将气流通道的容积变小，能够可靠地排放杂质。
阀门22和23的各个可能的最大流量优选的等于或大于燃料电池组10所需的最大流量的一半，或者阀门22和23总共可能的最大流量优选的等于或大于燃料电池组10所需的最大流量。通过采用这种方式设置各个阀门，能够保持所需的电力产生量。
在上述实施例中，在燃料电池系统中，通过改变输入给阀门22和23的控制信号S11和S12的占空率来执行流量的控制。此外，通过增大控制信号S11和S12之间的相位差，波动能够传入到穿过阀门22和23进入阳极14的氢气气流中。图6是由ECU 40提供给阀门22和23的控制信号S11和S12的具体实例。为了方便说明，图6所示的是阀门22和23的占空率相同的情况。在图6中上部所示的是提供给阀门22的控制信号S11，下部所示的是提供给阀门23的控制信号S12。如图6所示，在控制信号S11和S12之间有相位差PD。通过采用这样的流量控制，波动能够传入到阳极14中的氢气气流中。从而，能够更有效的实现阳极14中杂质的扩散，更有效的防止溢出和干涸。
如上所述，当阀门22和23可以调整开度的时候，ECU 40可以通过调整阀门22和23的开度来执行气流控制而将阳极14中杂质扩散。
[流量控制过程]
接下来，将说明根据本发明实施例的流量控制过程。注意到流量控制过程主要是由ECU 40执行的。此外，在燃料电池组10运转的过程中，流量控制过程以一预定周期被重复执行。
图7为根据本发明实施例的流量控制过程的流程图。
首先，在步骤S11中，ECU 40计算供应给阳极14的氢气流量(下文也指“所需流量”)。基于燃料电池组10的电力产生量，ECU 40计算所需的流量。也就是，ECU 40用作流量计算单元，该计算单元计算供应给阳极14的所需燃料气体流量。当上述过程完成后，转到步骤S12。
在步骤S12中，ECU 40读取表示穿过阀门22和23的所需氢气流量的时间历程的操作图。在ECU 40的存储器等中，预先存储有多种操作图。基于在步骤S11中计算的供应的氢气量，ECU 40从各种操作图中调用最佳操作图。
图8为操作图的具体实例。曲线C1为穿过阀门22的氢气流量，曲线C2为穿过阀门23的氢气流量。就操作图而言，如果所需的流量与上一时间段相同，那么可以重复使用在上一时间段使用的波形。也就是，穿过阀门22和23的氢气流量是周期性变化的。在某一时刻T的流量，即在该时刻穿过阀门22的氢气流量q1和穿过阀门23的氢气流量q2的和，等于在步骤S11中计算得到的供应给阳极14所需的氢气流量。
回到图7，将解释流量控制过程。当上述步骤S12结束时，转到步骤S13。在步骤S13中，ECU 40获取阀门22和23的当前状态。比如，ECU 40获取阀门22和23当前打开和关闭的状态。也就是，ECU40获取阀门22和23是打开的还是关闭的。当上述过程结束时，转到步骤S14。
在步骤S14中，基于在步骤S13中获取的阀门22和23的当前状态，ECU 40确定在步骤S12中调用的操作图上的操作开始位置。然后，转到步骤S15。
在步骤S15中，根据在步骤S12中调用的操作图中所示的流量，ECU 40从步骤S14中确定的操作图上的操作开始位置上执行阀门22和23的控制。
如上所述，如果ECU 40根据预先准备的操作图来控制穿过阀门22和23的氢气流量，那么阳极14中的杂质能够得到有效的扩散。从而，因为能够减小氢气吹洗量，所以能够提高使用燃料电池组10的效率。
[修改]
接下来，将说明涉及上述燃料电池系统100结构的修改。
图9为根据本发明的修改的燃料电池系统102结构的方框图。燃料电池系统102的基本结构与燃料电池系统100的结构类似。此外，氢气是从两个供应口供应给阳极14的，这一点两种结构也是类似的。然而，在燃料电池系统102和100之间，给阳极14供应氢气的氢气供应系统中的阀门和部件的排列布置是不同的。因此，以下将主要说明燃料电池系统102的氢气供应系统。燃料电池系统102的氢气供应系统是由阀门72至76、泵77和78以及气流通道80至84构成。阀门71是用于调整压力的阀门，阀门72至74是二通阀，阀门75和76是止回(止逆)阀。阀门72设置在气流通道80中，阀门73设置在气流通道81中，阀门74设置在气流通道84中。气流通道82和83形成为气流通道80和81的旁路通道。止回阀75和泵78设置在气流通道82中，泵77和止回阀76设置在气流通道83中。
在如图1所示的燃料电池系统100中，供应给阳极14的氢气流量是通过具有流量调整功能的阀门22和23调整的。相反，在图9的实例中，阀门72和73是不具有流量调整功能的可打开和关闭的阀门。通过阀门72、泵78和止回阀75的结合，能够控制从氢气供应口31到阳极14的氢气流量。通过阀门73、泵77和止回阀76的结合，能够控制从氢气供应口33到阳极14的氢气流量。也就是，氢气流量通过控制泵77和78的输出来进行控制。注意到上述阀门和泵由ECU(图中未示)控制。
图10为根据本发明的另一种修改的燃料电池系统103结构的方框图。在这个修改中，在将氢气供应给阳极14的氢气供应系统中的阀门和部件的排列布置这点上，燃料电池系统103和燃料电池系统100是不同的。因此，以下将主要说明燃料电池系统103的氢气供应系统。燃料电池系统103的氢气供应系统是由阀门86至89、泵90以及气流通道91至94构成。阀门86是用于调整压力的阀门，阀门87是二通阀，阀门88和89是三通阀。阀门86和88设置在气流通道91中，阀门87和89设置在气流通道92中。气流通道93通过阀门88和89形成为气流通道91和92的旁路通道，更进一步的，气流通道94形成为气流通道91和92的旁路通道，泵90设置在气流通道94中。
在如图1所示的燃料电池系统100中，供应给阳极14的氢气流量是通过具有流量调整功能的阀门22和23调整的。相反，在图10的实例中，通过三通阀88和89以及泵90控制供应给阳极14的氢气流量，如图10中的箭头所示。也就是，氢气流量是通过控制泵90的输出以及阀门88和89的打开和关闭方向来进行控制的。注意到上述阀门和泵是由ECU(图中未示)控制的。
如上所述，基于根据修改的燃料电池系统102和103，通过将氢气从两个位置供应给阳极14并控制供应的氢气流量，可以扩散阳极14中的杂质。因此，能够减小氢气吹洗量并提高燃料使用效率。此外，可以防止燃料电池组10中的溢出和干涸。
工业应用
本发明可应用于各种用途的、包括用在燃料电池汽车上的燃料电池系统中。
Claims (8)
1.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池组，具有阳极和阴极；
第一和第二供应通道，该第一和第二供应通道在燃料电池组中相互连通，并分别将燃料气体供应给阳极；
排气通道，该排气通道连接到第二供应通道上，并从阳极排放出废气；
打开和关闭单元，该打开和关闭单元打开和关闭排气通道；以及
流量控制单元，该流量控制单元分别控制穿过第一供应通道和第二供应通道的燃料气体的流量；
其中，当排气通道关闭的时候，该流量控制单元改变穿过第一供应通道和第二供应通道的流量之间的比例。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，第一和第二供应通道设置成使得从第一供应通道和第二供应通道供应的燃料气体在阳极中沿相反方向流动。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其中，当打开和关闭单元打开的时候，流量控制单元控制流量，使得燃料气体的最下游位置与排气通道连接到第二供应通道的位置相符。
4.根据权利要求1至3中任一个所述的燃料电池系统，其中，流量控制单元控制流量，使得燃料气体的流量间歇性的变化。
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中，流量控制单元将燃料气体通过第二供应通道供应给阳极的时间段转换为燃料气体通过第一供应通道供应给阳极的时间段。
6.根据权利要求1至5中任一个所述的燃料电池系统，还包括有流量计算单元，该流量计算单元基于燃料电池组的状态计算供应给燃料电池组的所需的燃料气体的流量，其中，流量控制单元控制燃料气体的流量，使得从第一和第二供应通道供应给阳极的燃料气体的流量总量与由流量计算单元计算得到的所需流量一致。
7.根据权利要求1至6中任一个所述的燃料电池系统，其中，排气通道在燃料电池组和打开和关闭单元之间的位置连接到第二供应通道上。
8.一种向燃料电池系统供应燃料气体的方法，该燃料电池系统包括具有阳极和阴极的燃料电池组、在燃料电池组中相互连通并分别将燃料气体供应给阳极的第一和第二供应通道、以及连接到第二供应通道上并从阳极排放出废气的排气通道，该方法包括以下步骤：
打开和关闭排气通道的步骤；以及
分别控制穿过第一供应通道和第二供应通道的燃料气体的流量的步骤；
其中，当排气通道关闭的时候，控制流量的步骤改变穿过第一供应通道和第二供应通道的流量之间的比例。
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